RANCANG BANGUN PROTOTYPE PENDETEKSI BANJIR DENGAN 3 LEVEL PENANDA PERINGATAN BERBASIS ARDUINO MEGA DAN MENGGUNAKAN SMS GATEWAY

  

RANCANG BANGUN PROTOTYPE PENDETEKSI

BANJIR DENGAN 3 LEVEL PENANDA

PERINGATAN BERBASIS ARDUINO MEGA DAN

MENGGUNAKAN SMS GATEWAY

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana S-1

  

Oleh :

KRESNO PANCAR NEGORO

1021211028

  

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG

2018

  INTISARI Banjir adalah sebuah bencana alam yang paling mudah terjadi disuatu daerah apabila daerah tersebut memiliki kondisi curah hujan tinggi. Sehingga untuk menghindari bencana banjir perlu adanya sistem peringatan dini banjir. Pada penelitian ini dibuat suatu rancang bangun prototype pendeteksi banjir dengan 3 level penanda peringatan dan juga menggunakan sms gateway. Prototype yang dirakit memiliki 2 sensor yang berbeda fungsinya yaitu untuk mengetahui nilai ketinggian air dan untuk memberikan peringatan dini dalam 3 level kondisi waspada, siaga dan awas. Pada sensor ultrasonik saat air mengalami kenaikan maka akan terbaca nilai ketinggian air pada tampilan layar lcd, berbeda dengan sensor water level funduino saat sensor terkena air dalam level yang ditentukan maka informasi akan dikirimkan ke lcd untuk menampilkan keadaan kondisi air dan akan terjadi pengiriman sms peringatan oleh SIM900A sesuai dengan air berada pada kondisi level mana, serta akan mengaktifkan buzzer untuk membunyikan alarm peringatan. Saat air masuk ke level waspada 1 dari 3 nomor (yang digunakan) menerima SMS, saat air masuk level siaga semua nomor menerima SMS, sedangkan pada level awas hanya 1 nomor (dari 3 nomor yang digunakan) menerima sms dengan jumlah yang ditetapkan hal ini dikarenakan adanya interupsi data informasi.

  Kata Kunci : Banjir, Sensor Ultrasonik, Sensor Water Level Funduino, SMS Gateway

  

ABSTRACT

Flooding is a natural disaster that most easily occur in a region if the area

has high rainfall conditions. So to avoid flood disaster need a flood early warning

system. In this research, a design of flood detection prototype with 3 levels of

warning marker and also using sms gateway. The assembled prototype has 2

different sensors whose function is to know the value of water level and to provide

early warning in 3 levels of alert, alert and alert conditions. In the ultrasonic sensor

when the water increases it will read the water level on the lcd screen display,

unlike the water level sensor funduino when the sensor is exposed to water in the

level specified then the information will be sent to the lcd to display the state of

water conditions and will occur sending sms warning by SIM900A in accordance

with the water is at what level level, and will enable the buzzer to sound the warning

alarm. When water goes to alert level 1 of 3 number (used) receive SMS, when

water enter alert level all number receive SMS, while at alert level only 1 number

(from 3 number used) receive sms with specified amount this is due the interruption

of data information.

  Keywords : Flood, Ultrasonic Sensor, Funduino Water Level Sensor,

  SMS Gateway Puji syukur Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Rudy Kurniawan, S.T., M.T. selaku Pembimbing 1 Tugas Akhir dan juga selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro.

  2. Bapak Irwan Dinata, S.T., M.T. selaku Pembimbing 2 Tugas Akhir dan juga selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.

  3. Ibu Rika Favoria Gusa, S.T., M.Eng. selaku Dewan Penguji 1 Tugas Akhir dan juga selaku Ketua Jurusan Fisika Universitas Bangka Belitung.

  4. Bapak Fardhan Arkan, S.T., M.T. selaku Dewan Penguji 2 Tugas Akhir.

  5. Dosen Jurusan Teknik Elektro dan Staf Jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.

  6. Untuk kedua orang tua yang selalu memberikan materi, dukungan, masukan, doa yang tiada henti, nasehat untuk tetap maju dan kasih sayang yang selalu menyertai setiap langkah, serta Saudara dan Saudariku yang selalu memberikan perhatiannya.

  7. Teman sekaligus sahabat seperjuangan angkatan 2012 Jurusan Teknik Elektro dan Teman Cepu (Belen Septian, Andika Febrianto, Boby Febriansyah, Dwi Prasetya, Rakhmat Setyadi, Baron Aruna, Efan Kurniawan, Furwadi dan Khusni Latiful Anwar).

  8. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, atas bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pelaksanaan penelitian ini.

  Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

  “RANCANG BANGUN PROTOTYPE PENDETEKSI BANJIR

DENGAN 3 LEVEL PENANDA PERINGATAN BERBASIS ARDUINO

MEGA DAN MENGGUNAKAN SMS GATEWAY”

  Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi pendahuluan, tinjauan pustaka, dasar teori, metodologi penelitian, hasil dan pembahasan, serta penutup.

  Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

  Balunijuk, ............................2018 Kresno Pancar Negoro

  x

  9 2.2.2.1 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Ukurannya...................

  15 2.2.4.4 Diseminasi dan Rantai Informasi Peringatan Dini ...................

  14 2.2.4.3 Format Informasi Peringatan Dini............................................

  14 2.2.4.2 Sistem Peringatan Dini di Masyarakat .....................................

  13 2.2.4.1 Sistem Peringatan Dini Nasional..............................................

  12 2.2.4 Peringatan Dini dan Kesiapsiagaan..........................................

  12 2.2.3 Banjir........................................................................................

  12 2.2.2.7 Pembagian Tipe Bendungan Menurut ICOLD.........................

  11 2.2.2.6 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Fungsinya....................

  11 2.2.2.5 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Konstruksinya .............

  10 2.2.2.4 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Jalannya Air ................

  10 2.2.2.3 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Penggunaannya ...........

  2.2.2.2 Pembagian Tipe Bendungan Berdasar Tujuan Pembangunannya .....................................................................

  9

  8 2.2.2 Pembagian Tipe Bendungan.....................................................

  

DAFTAR ISI

  8 2.2.1 Lanskap Daerah Aliran Sungai ................................................

  6 2.2 Dasar Teori ...............................................................................

  6 2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI......................

  3 1.7 Sistematika Penulisan...............................................................

  3 1.6 Keaslian Penelitian ...................................................................

  3 1.5 Manfaat Penelitian....................................................................

  2 1.4 Tujuan Penelitian......................................................................

  2 1.3 Batasan Masalah.......................................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................

  1 1.1 Latar Belakang .........................................................................

  INTISARI.................................................................................................... vi ABSTRACT................................................................................................ vii HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. viii KATA PENGANTAR ................................................................................ ix DAFTAR ISI............................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii DAFTAR TABEL....................................................................................... xv DAFTAR ISTILAH .................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN....................................................................

  Halaman HALAMAN SAMPUL DEPAN................................................................. i HALAMAN PERSETUJUAN.................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN..................................................................... iii HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN ....................... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI.................. v

  16

  xi 2.2.5 Modul Mikrokontroler Arduino Mega 2560 R3 ......................

  3.7 Langkah Pengujian Perakitan dan Pemrograman Komponen ................................................................................

  45 3.6.3 Sensor Ultrasonic US-015........................................................

  46 3.6.4 Sensor Water Level Funduino..................................................

  48 3.6.4.1 Sensor Water Level Funduino 1...............................................

  48 3.6.4.2 Sensor Water Level Funduino 2...............................................

  50 3.6.4.3 Sensor Water Level Funduino 3...............................................

  51 3.6.5 SIM900A..................................................................................

  52 3.6.6 Buzzer.......................................................................................

  53

  54 3.7.1 Pengujian Perakitan Komponen ...............................................

  42 3.6.1 Oled LCD .................................................................................

  54 3.7.2 Pengujian Program ...................................................................

  56 3.8 Desain Wadah atau Tempat Air ...............................................

  58 3.9 Penandaan Level Air di Dalam Wadah ....................................

  61 3.10 Tabel Batasan Level Peringatan ...............................................

  62 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................

  63 4.1 Tampilan Rakitan Prototype Penelitian....................................

  63 4.2 Pengujian Rakitan Komponen..................................................

  65

  4.2.1 Pengukuran Tegangan dan Arus Kerja Komponen Sensor Ultrasonik .....................................................................

  43 3.6.2 RTC DS3231 ............................................................................

  41 3.6 Pemrograman Komponen.........................................................

  17 2.2.5.1 Perangkat Lunak Arduino ........................................................

  27 2.2.10 Buzzer.......................................................................................

  20 2.2.6 Sensor Ultrasonik .....................................................................

  20 2.2.6.1 Sensor Ultrasonic US-015........................................................

  21 2.2.6.2 Skrip Resolusi dan Tangkapan Uji Ulang ................................

  21 2.2.7 Modul Sensor Air .....................................................................

  23 2.2.7.1 Water Level Sensor Funduino..................................................

  23 2.2.8 GSM Shield ..............................................................................

  24 2.2.9 LCD OLED ..............................................................................

  26 2.2.9.1 OLED 0,96” LCD Module 128x64 ..........................................

  27 2.2.10.1 SFM - 27 - W ...........................................................................

  39 3.5 Perakitan Komponen ................................................................

  28 2.2.11 RTC ........................................................................................

  29 2.2.11.1 DS3231.....................................................................................

  29 BAB III METODE PENELITIAN.........................................................

  31 3.1 Tempat/Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................

  31 3.2 Bahan dan Alat Penelitian ........................................................

  32 3.2.1 Bahan........................................................................................

  32 3.2.2 Alat ........................................................................................

  33 3.3 Langkah Penelitian ...................................................................

  33 3.4 Pemodelan Sistem ....................................................................

  67

  xii

  82 4.3.2.2 Level Siaga...............................................................................

  5.1 Kesimpulan............................................................................... 101

  96 BAB V PENUTUP................................................................................ 101

  4.4.5 Tabel Pengiriman Jumlah SMS ke Nomor yang Telah Terdaftar ...................................................................................

  92

  4.4.4 Tabel Delay Proses Pengiriman SMS ke Nomor Tujuan dan Lamanya Bunyi Buzzer.........................................

  90

  87 4.4.3 Tabel Keakurasian Sensor Water Level Funduino...................

  4.4.2 Tabel Respon Sensor Ultrasonik dan Sensor Water Level Funduino..............................................................

  85

  85 4.4.1 Tabel Perbandingan Pembacaan Nilai Muka Air .....................

  84 4.4 Analisa Pengujian Prototype ....................................................

  83 4.3.2.3 Level Awas...............................................................................

  82 4.3.2.1 Level Waspada .........................................................................

  4.2.2 Pengukuran Tegangan dan Arus Kerja Komponen Sensor Water Level Funduino..................................................

  81 4.3.2 SIM900A..................................................................................

  80 4.3.1.3 Level Awas...............................................................................

  80 4.3.1.2 Level Siaga...............................................................................

  79 4.3.1.1 Level Waspada .........................................................................

  79 4.3.1 OLED LCD ..............................................................................

  77 4.3 Pengujian Pemrograman ..........................................................

  4.2.2.3 Tegangan dan Arus Kerja Komponen Sensor Water Level Funduino 3 .....................................................................

  75

  4.2.2.2 Tegangan dan Arus Kerja Komponen Sensor Water Level Funduino 2 .....................................................................

  73

  4.2.2.1 Tegangan dan Arus Kerja Komponen Sensor Water Level Funduino 1 .....................................................................

  72

  5.2 Saran ........................................................................................ 101 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 102 LAMPIRAN A LAMPIRAN B

  xiii

Gambar 3.9 Jalur pin Sensor Water Level Funduino 2 ke ArduinoGambar 3.4 Rakitan komponen menjadi Prototype deteksi banjir............... 42Gambar 3.5 Jalur pin dari Oled LCD ke Arduino Mega R3 ........................ 43Gambar 3.6 Jalur pin RTC DS3231 ke Arduino Mega R3 .......................... 45Gambar 3.7 Jalur pin Sensor Ultrasonic US-015 ke Arduino

  Mega R3 ................................................................................... 46

Gambar 3.8 Jalur pin Sensor Water Level Funduino 1 ke Arduino

  Mega R3 ................................................................................... 48

  Mega R3 ................................................................................... 50

Gambar 3.2 Flowchart metode pelaksanaan penelitian................................ 34Gambar 3.10 Jalur pin Sensor Water Level Funduino 3 ke Arduino

  Mega R3 ................................................................................... 51

Gambar 3.11 Jalur pin SIM900A ke Arduino Mega R3 ................................ 52Gambar 3.12 Jalur pin Buzzer ke Arduino Mega R3 ..................................... 53Gambar 3.13 Flowchart pengujian rakitan komponen ................................... 55Gambar 3.14 Flowchart pengujian program................................................... 57Gambar 3.15 (a) Tampak luar gabus depan dan

  (b) Tampak luar gabung samping............................................. 59

Gambar 3.3 Data flow Pemodelan sistem .................................................... 39Gambar 3.1 Titik biru map Lokasi penelitian .............................................. 32

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.7 Screenshot pengukuran Jitter US-015 ...................................... 22

  Halaman

Gambar 2.1 Siklus hidrologi dalam lanskap Daerah Aliran Sungai............. 8Gambar 2.2 Dasar pengambilan keputusan peringatan dini pada masyarakat ....................................................................... 15Gambar 2.3 Skema peringatan dini bencana ................................................ 17Gambar 2.4 Arduino Mega 2560 R3 tampak depan dan tampak

  Belakang ................................................................................... 19

Gambar 2.5 Tampilan IDE Arduino............................................................. 20Gambar 2.6 Sensor Ultrasonic US-015 ........................................................ 21Gambar 2.8 Screenshot pengukuran berulang.............................................. 22Gambar 2.16 DS3231 ..................................................................................... 30Gambar 2.9 Sensor Water Level Funduino .................................................. 23Gambar 2.10 GSM Shield for Arduino .......................................................... 24Gambar 2.11 Port Out RS232 Serial Port dan Port Catu Daya GSM

  Shield SIM900A ....................................................................... 25

Gambar 2.12 Pinout GSM Shield SIM900A.................................................. 26Gambar 2.13 OLED 12864 ............................................................................ 27Gambar 2.14 Simbol Buzzer .......................................................................... 28Gambar 2.15 SFM - 27 - W............................................................................ 29Gambar 3.16 Bagian dalam gabus dengan 2 pembagi ruang lingkup ............ 59

  xiv

  Awas ......................................................................................... 84

Gambar 4.18 Pembacaan level peringatan awas oleh sensor water

  Level funduino 3....................................................................... 81

Gambar 4.19 Pengiriman informasi oleh SIM900A saat level peringatan

  Waspada ................................................................................... 83

Gambar 4.20 Pengiriman informasi oleh SIM900A saat level peringatan

  Siaga ......................................................................................... 83

Gambar 4.21 Pengiriman informasi oleh SIM900A saat level peringatanGambar 4.22 Pembacaan nilai ketinggian air menggunakan sensor ultrasonik .................................................................................. 86Gambar 4.17 Pembacaan level peringatan siaga oleh sensor waterGambar 4.23 Pembacaan nilai ketinggian air di 4,5 cm oleh sensor

  Ultrasonik ................................................................................. 89

Gambar 4.24 Saat air menyentuh sensor water level funduino 1 ................... 92Gambar 4.25 Terkirimnya pesan SMS peringatan level waspada.................. 94Gambar 4.26 Terkirimnya pesan SMS peringatan level siaga ....................... 95Gambar 4.27 Terkirimnya pesan SMS peringatan level awas ....................... 96Gambar 4.28 Ponsel mendapatkan pesan peringatan waspada ...................... 98Gambar 4.29 Ponsel mendapatkan pesan peringatan siaga ............................ 99

  Level funduino 2....................................................................... 81

  Level funduino 1....................................................................... 80

Gambar 3.17 (a) Bagian dalam kiri gabus danGambar 4.6 Pengukuran tegangan yang masuk ke arduino ......................... 67

  (b) Bagian dalam kanan gabus ................................................. 60

Gambar 3.18 Tata letak penempatan sensor water level funduino................. 61Gambar 4.1 Wadah terpasang komponen rakitan sensor ............................. 63Gambar 4.2 Rakitan komponen lainya terpasang di wadah plastik ............. 64Gambar 4.3 (a) Prototype keseluruhan tampak atas dan

  (b) Prototype tampak depan...................................................... 65

Gambar 4.4 Hasil pengukuran dilihat melalui multimeletr analog .............. 66Gambar 4.5 Kabel penghubung usb komputer ke arduino ........................... 66Gambar 4.7 Grafik pengukuran arus kerja Sensor Ultrasonik ..................... 70Gambar 4.16 Pembacaan level peringatan waspada oleh sensor waterGambar 4.8 Grafik pengukuran tegangan kerja Sensor Ultrasonik.............. 70Gambar 4.9 Grafik pengukuran arus kerja Sensor water level funduino 1 .. 74Gambar 4.10 Grafik pengukuran tegangan kerja Sensor water level funduino 1 ........................................................................ 74Gambar 4.11 Grafik pengukuran arus kerja Sensor water level funduino 2 .. 76Gambar 4.12 Grafik pengukuran tegangan kerja Sensor water level funduino 2 ........................................................................ 76Gambar 4.13 Grafik pengukuran arus kerja Sensor water level funduino 3 .. 78Gambar 4.14 Grafik pengukuran tegangan kerja Sensor water level funduino 3 ........................................................................ 78Gambar 4.15 Tampilan layar informasi di OLED LCD................................. 79Gambar 4.30 Ponsel mendapatkan pesan peringatan awas ............................ 100

  DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1 Port koneksi display OLED 12864......................................... 27Tabel 2.2 Spesifikasi SFM - 27 - W ....................................................... 28Tabel 4.1 Pengukuran sensor ultrasonik saat bekerja............................. 69Tabel 4.2 Pengukuran sensor water level funduino saat bekerja............ 72Tabel 4.3 Perbandingan pembacaan nilai ketinggian air ........................ 85Tabel 4.4 Respon sensor ultrasonik dan sensor water level funduino

  Dalam pembacaannya............................................................. 87

Tabel 4.5 Keakurasian sensor water level funduino dengan SIM900A

  Dan buzzer.............................................................................. 90

Tabel 4.6 Delay yang diakibatkan oleh kondisi jaringan yang

  Mempengaruhi buzzer ............................................................ 93

Tabel 4.7 Jumlah pesan yang terkirim ke nomor tujuan......................... 97

  xv

  Algoritma : Urutan langkah-langkah logis penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis dan logis Platform : Kombinasi antara sebuah arsitektur perangkat keras dengan sebuah kerangka kerja perangkat lunak Prototype : Bentuk awal (contoh) atau standar ukuran dari sebuah entitas SMS Gateway : Suatu platform yang menyediakan mekanisme untuk EUA menghantar dan menerima SMS dari peralatan mobile (HP) melalui SMS Gateway’s shortcode. xvi